Question

4．米勒的模擬實(shí)驗(yàn)開創(chuàng)了生命起源研究的新途徑．請(qǐng)參照如圖對(duì)他的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)．
（1）向裝置內(nèi)輸入的氣體主要是氨、氫、硫化氫、甲烷、二氧化碳等；　　    
（2）火花放電的作用是為原始大氣相互反應(yīng)合成有機(jī)物提供能量；
（3）米勒在實(shí)驗(yàn)中搜集到的證據(jù)是容器中產(chǎn)生了原先不存在的各種氨基酸等有機(jī)小分子；
（4）米勒的實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明了在原始地球的條件下從無(wú)機(jī)小分子物質(zhì)形成有機(jī)小分子物質(zhì)，是完全可能的．
（5）模擬實(shí)驗(yàn)是一種驗(yàn)證假說的方法，為什么這種驗(yàn)證方法有局限性？模擬實(shí)驗(yàn)本身就是一種模擬過程，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)步驟等都已規(guī)定，所以這種驗(yàn)證方法有局限性．

Answer 1

分析 有關(guān)生命起源的學(xué)說有很多，其中化學(xué)起源說是被廣大學(xué)者普遍接受的生命起源假說．這一假說認(rèn)為，地球上的生命是在地球溫度逐步下降以后，在極其漫長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，由非生命物質(zhì)經(jīng)過極其復(fù)雜的化學(xué)過程，一步一步地演變而成的．化學(xué)起源說將生命的起源分為四個(gè)階段：第一個(gè)階段，從無(wú)機(jī)小分子生成有機(jī)小分子的階段；第二個(gè)階段，從有機(jī)小分子物質(zhì)生成生物大分子物質(zhì)；第三個(gè)階段，從生物大分子物質(zhì)組成多分子體系；第四個(gè)階段，有機(jī)多分子體系演變?yōu)樵�始生命�?/p>

解答 解：米勒通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了化學(xué)起源學(xué)說的第一步．在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)盛有水溶液的燒瓶代表原始的海洋，其上部球型空間里含有氫氣、氨氣、甲烷和水蒸汽等“還原性大氣”．米勒先給燒瓶加熱，使水蒸汽在管中循環(huán)，接著他通過兩個(gè)電極放電產(chǎn)生電火花，模擬原始天空的閃電，以激發(fā)密封裝置中的不同氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而球型空間下部連通的冷凝管讓反應(yīng)后的產(chǎn)物和水蒸汽冷卻形成液體，又流回底部的燒瓶，即模擬降雨的過程經(jīng)過一周持續(xù)不斷的實(shí)驗(yàn)和循環(huán)之后．米勒分析其化學(xué)成分時(shí)發(fā)現(xiàn)，其中含有包括5種氨基酸和不同有機(jī)酸在內(nèi)的各種新的有機(jī)化合物，同時(shí)還形成了氰氫酸，而氰氫酸可以合成腺嘌呤，腺嘌呤是組成核苷酸的基本單位．米勒的實(shí)驗(yàn)試圖向人們證實(shí)，生命起源的第一步，從無(wú)機(jī)小分子物質(zhì)形成有機(jī)小分子物質(zhì)，在原始地球的條件下是完全可能實(shí)現(xiàn)的．
（1）米勒在裝置中泵入了甲烷、氨、氫、水蒸氣等氣體．用來(lái)模擬原始大氣的成分和原始地球的條件．與現(xiàn)在的大氣成分比，原始大氣沒有氧氣．
（2）米勒通過兩個(gè)電極放電產(chǎn)生電火花，模擬原始天空的閃電，以激發(fā)密封裝置中的不同氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)．這主要是為該實(shí)驗(yàn)提供能量．
（3）此實(shí)驗(yàn)結(jié)果：積聚在儀器底部的溶液中共有20種有機(jī)物．其中11種氨基酸中有4種（即甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸）是生物的蛋白質(zhì)所含有的．即：容器中產(chǎn)生了原先不存在的各種氨基酸等有機(jī)小分子．
（4）米勒通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了生命起源的第一步，從無(wú)機(jī)小分子物質(zhì)形成有機(jī)小分子物質(zhì)，在原始地球的條件下是完全可能實(shí)現(xiàn)的．
（5）實(shí)驗(yàn)是在人為控制研究對(duì)象的條件下進(jìn)行的觀察．在難以直接拿研究對(duì)象做實(shí)驗(yàn)時(shí)，有時(shí)用模型來(lái)做實(shí)驗(yàn)，或者模仿實(shí)驗(yàn)的某些條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，叫模擬實(shí)驗(yàn)．模擬實(shí)驗(yàn)本身就是一種模擬過程，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)步驟等都已規(guī)定，所以這種驗(yàn)證方法有局限性．
故答案為：
（1）氨、氫、硫化氫、甲烷、二氧化碳等；
（2）為原始大氣相互反應(yīng)合成有機(jī)物提供能量；
（3）容器中產(chǎn)生了原先不存在的各種氨基酸等有機(jī)小分子；
（4）在原始地球的條件下從無(wú)機(jī)小分子物質(zhì)形成有機(jī)小分子物質(zhì)，是完全可能的．
（5）模擬實(shí)驗(yàn)本身就是一種模擬過程，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)步驟等都已規(guī)定，所以這種驗(yàn)證方法有局限性．

點(diǎn)評(píng) 米勒的實(shí)驗(yàn)及結(jié)論的內(nèi)容在考試中經(jīng)�？嫉�，要注意理解和掌握．可結(jié)合米勒的實(shí)驗(yàn)裝置圖，來(lái)幫助理解和記憶．